並聯系統之設計與分析
3.2 以 DSP 實現雙向功率模組之主動均流技術
4.5.3 溫度感測電路
-Vb 0.1uF
ADCVb
Cv1 3.3V
圖4-3 電壓回授硬體電路圖
4.5.2 電流回授電路
電流回授的電路，如圖4-4 所示，第一級為霍爾元件，型號為 HY-20P，每台雙向轉 換器在額定時輸出為10 A，其輸出電壓恰為 2 V。第二級為一階低通濾波器，第三級為 一電壓隨耦器，目的在濾除高頻雜訊及阻抗匹配之用。最後第四級為一差動放大器，可 用來消除共通模雜訊及進行增益的調整修正之用。
圖 4-4 電流回授硬體電路圖
4.5.3 溫度感測電路
由鉛酸電池的資料手冊上可以得知，一般電池的使用溫度範圍為0~50 ℃，充電溫度 0~40 ℃、放電溫度 -20~50 ℃，而保存溫度為-20~40 ℃，若在充放電的過程中，超過此 範圍，可能會縮短蓄電池的壽命或毀損，故在充放電的過程中，需要做一溫度的監測，
以確保其充放電過程中的安全性。本計劃所使用的溫度感測器為 Microchip 公司的 MCP9701 溫度感測 IC[23]，其工作電流為 6 μA，此特點可減低自熱效應，因為感測裝置 常要緊貼住電池，如此可避免增加電池的溫度，故電池的壽命不致受到感測裝置的影響 而減短，也因為IC 的自熱效應低，故可從而獲得更高的量測準確度。
MCP9701 可在 0 ℃到 70 ℃的溫度範圍內工作，故適用於充電電池的溫度監測，當 充電過程中，電池的充電溫度超過40 ℃時，即由 DSP 將充電器的 PWM 訊號關閉，以 做一適當的保護，平時則將感測到的溫度送到監測軟體，即時顯示出充放電過程中的溫 度值。因MCP9701 的輸出阻抗小，因此能直接與 DSP 的 ADC 輸入接腳直接連接，不需 要再多加一級緩衝放大器，可節省成本，而且無需外部元件，MCP9701 其和 DSP 的連 接如圖4-5 所示，此電路可用於電池管理與工業設備的溫度偵測。
MCP9701 輸出電壓和溫度的關係如下:
VOUT = TC1‧TA+V0℃
其中
TA = 環境溫度
VOUT = 感測器輸出電壓
V0℃ = 0 ℃時感測器的輸出電壓，MCP9701 之 V0℃ = 400 mV TC1 = 溫度係數 19.5 mV/℃
3.3V
ADCTem
Vout GND
MCP9701
Vdd
0.1uF DSP
ADC接腳 +5V
圖4-5 溫度感測器和 DSP 之連接圖 4.6 軟體規劃
電流取平均
電流ICS_ref = Ix2Avg。
(4). 若判斷式I 成立，判斷式 II 不成立，分別表示 Ix1Avg > Ix2Avg和Ix3Avg > Ix1Avg，所以Ix3Avg
> Ix1Avg > Ix2Avg，則參考電流ICS_ref = Ix3Avg。
最大電流值 判斷副程式
Ix1Avg-(Ix2Avg+0.1A) 是否大於0?
Ics_ref = Ix1Avg
是
否
執行其他副程式 Ix1Avg-(Ix3Avg+0.1A)
是否大於0?
是
Ix2Avg-(Ix3Avg+0.1A) 是否大於0?
IxnAvg Iref C_Number 值為 1，執行相對應的副程式，DSP 控制雙向直流轉換器工作在升壓充電 模式，以定電流12 A 對電池充電。
(2). 若電池端電壓小於52.8 V，表示電池電量不足，且 Vbus端電壓大於Vb端電壓，則設 C_Number 值為 2，執行相對應的副程式，DSP 控制雙向直流轉換器工作在降壓充電 模式，以定電流12A 對電池充電。